(57)【要約】【課題】剛性を高め、スムーズな動作を実現したアクチュエータを得る。【解決手段】このアクチュエータ１０は、固定部材２１と、移動部材３１と、固定部材２１と移動部材３１との間に設置される移動力発生手段４５付きの転がり案内装置４０と、を備え、移動力発生手段４５が発生する移動力と、第一案内部２２，３２に基づく滑り案内又は転がり案内と、第二案内部４１ａ，４２ａ，４３に基づく転がり案内とによって、固定部材２１に対する移動部材３１の相対的なスライド移動が行われるものであって、第一案内部２２，３２の摩擦抵抗が第二案内部４１ａ，４２ａ，４３の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成されるとともに、移動力発生手段４５による移動力が移動部材３１に対して及ぼされる作用点Ｎが、第二案内部４１ａ，４２ａ，４３の位置Ｌよりも第一案内部２２，３２の位置Ｍに近くなるように構成されている。【選択図】図１０
2013102663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
前記固定部材に対して滑り接触又は転がり接触する第一案内部を介して取り付けられる移動部材と、
前記固定部材と前記移動部材との間に設置されて第二案内部を構成するとともに、前記固定部材に対する前記移動部材の相対的なスライド移動のための移動力を発生させる移動力発生手段付きの転がり案内装置と、
を備え、
前記移動力発生手段が発生する移動力と、前記第一案内部に基づく滑り案内又は転がり案内と、前記第二案内部である前記転がり案内装置が有する転動体に基づく転がり案内とによって、前記固定部材に対する前記移動部材の相対的なスライド移動が行われるアクチュエータであって、
前記第一案内部の摩擦抵抗が前記第二案内部の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成されるとともに、
前記移動力発生手段による移動力が前記移動部材に対して及ぼされる作用点が、前記第二案内部の位置よりも前記第一案内部の位置に近くなるように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記移動力発生手段付きの転がり案内装置は、リニアモータ付きのスライドレールであり、
当該リニアモータ付きのスライドレールは、
前記固定部材に取り付けられる固定側レールと、
前記移動部材に取り付けられる移動側レールと、
前記固定側レール及び前記移動側レールのそれぞれに設けられた転動体転走面の転走面間に転動自在に介装される複数の転動体と、
前記複数の転動体を前記転走面間内で転動自在に保持する転動体保持器と、
前記固定側レールと前記移動側レールとの間に設置され、前記固定側レールに対する前記移動側レールの長手方向での相対的なスライド移動のための移動力を発生させるリニアモータと、
を備え、
前記移動側レールと前記移動部材との取付箇所が、前記作用点であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアクチュエータにおいて、
前記第一案内部は、
前記固定部材又は前記移動部材に固定設置される案内軸と、
前記移動部材又は前記固定部材に形成されて前記案内軸を導通する案内孔と、
によって構成されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載のアクチュエータにおいて、
前記案内孔が、１つの前記案内軸に対して複数形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第一案内部及び前記第二案内部が、１以上の点接触又は面接触として構成されるとき、
前記作用点から前記第二案内部が存在する全ての接触領域の中央位置までの距離をＡ、
前記作用点から前記第一案内部が存在する全ての接触領域の中央位置までの距離をＢ、
としたときに、
不等式Ａ＞Ｂが成り立つ構成を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記移動力発生手段付きの転がり案内装置は、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状を含んで構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記移動力発生手段付きの転がり案内装置は、端面側から見た場合の外郭形状が２つの円弧形状によって形成される扇面形状として構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第一案内部が、前記移動力発生手段付きの転がり案内装置の内部に組み込まれて構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
前記第一案内部が、前記移動力発生手段の内部に組み込まれて構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに係り、特に、固定部材と移動部材の間に複数の案内部を有するアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、取付部の長手方向に沿って一対のボール転走部を曲げ起こしてチャネル状に形成されたアウターレールと、このアウターレールよりも一回り小さく形成され、やはり一対のボール転走部を曲げ起こしてチャネル状に形成されたインナーレールと、これらアウターレールのボール転走部の内側とインナーレールのボール転走部の外側を転走する多数のボールと、上記アウターレールとインナーレールとの間でボールを所定の間隔で整列させるリテーナとから構成されたスライドレールが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。この種のスライドレールでは、上記インナーレールがボールを介してアウターレールの内側に嵌合していることから、インナーレールをアウターレールに収納された状態から自在に引き出すことが可能であり、インナーレールの引き出しに伴って上記リテーナがボールを保持しながらアウターレール内を移動するようになっている。
【０００３】
また、上述したようなスライドレールに対して、スライド移動のための移動力を発生させる移動力発生手段を付与したものが知られている。例えば、下記特許文献２には、移動力発生手段にリニアモータを用い、このリニアモータとスライドレールとを組み合わせることで、自動引き戸を構成した技術が開示されている。下記特許文献２に記載された技術によれば、ドアの駆動源にはリニアモータが採用される一方、リニアモータの固定子が取り付けられるレール取付部材にはスライドレールの移動側メンバーが吊り金具を介して連結されている。そして、リニアモータの可動子とドアとを機械的に連結することで、ドアを開閉方向に移動自在とした自動引き戸が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６０−１８７６３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３１９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上掲した特許文献２に示すような、リニアモータとスライドレールとを組み合わせる場合の従来技術は、単にリニアモータとスライドレールとを外的に組み合わせたものに過ぎず、その外形寸法は必然的に大きくならざるを得ないものであった。また、リニアモータとスライドレールとを一体化することで、コンパクト化を実現した技術は、これまで提供されてこなかった。したがって、特に省スペース化を要求される箇所には、移動力発生手段を備えるスライドレールを設置することが困難であった。
【０００６】
一方、上掲した特許文献１に開示のスライドレールに代表されるように、従来のスライドレールは、端面側から見た場合の外郭形状が平板形状で形成されるものであった。したがって、たとえ特許文献１に開示されるような従来の端面視平板形状をしたスライドレールの内部に対して、単にリニアモータを組み込んだとしても、このようなアクチュエータでは、剛性を確保することが困難な場合がある。特に、特許文献１に開示されるような従来のスライドレールの場合、断面二次モーメントの数値を向上させるにはスライドレールの高さ寸法を大きくすることが必要であるが、スライドレールの高さ寸法を大きくすることは設置領域を大きく取らなければならなくなることにつながるため、アクチュエータが大型化し、使用範囲に制約が出てしまう。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、剛性を高め得る構成を有しながらも、コンパクト化を実現し、さらにはスムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るアクチュエータは、固定部材と、前記固定部材に対して滑り接触又は転がり接触する第一案内部を介して取り付けられる移動部材と、前記固定部材と前記移動部材との間に設置されて第二案内部を構成するとともに、前記固定部材に対する前記移動部材の相対的なスライド移動のための移動力を発生させる移動力発生手段付きの転がり案内装置と、を備え、前記移動力発生手段が発生する移動力と、前記第一案内部に基づく滑り案内又は転がり案内と、前記第二案内部である前記転がり案内装置が有する転動体に基づく転がり案内とによって、前記固定部材に対する前記移動部材の相対的なスライド移動が行われるアクチュエータであって、前記第一案内部の摩擦抵抗が前記第二案内部の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成されるとともに、前記移動力発生手段による移動力が前記移動部材に対して及ぼされる作用点が、前記第二案内部の位置よりも前記第一案内部の位置に近くなるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、剛性を高め得る構成を有しながらも、コンパクト化を実現し、さらにはスムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係るアクチュエータの正面図である。
【図２】第一の実施形態に係るアクチュエータの左側面図である。
【図３】図２中のIII−III断面を示す縦断面図である。
【図４】第一の実施形態に係るアクチュエータの外観斜視図であり、特に、初期状態を示している。
【図５】第一の実施形態に係るアクチュエータの外観斜視図であり、特に、駆動後の状態を示している。
【図６】第一の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。
【図７】第一の実施形態に係るアクチュエータの固定部材である固定環を示す斜視図である。
【図８】第一の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。
【図９】固定部材である固定環と移動部材である移動環との取付関係を示した図である。
【図１０】第一の実施形態に係るアクチュエータの特徴的な構成を説明するための正面図である。
【図１１】第二の実施形態に係るアクチュエータの正面図である。
【図１２】第二の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。
【図１３】第二の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。
【図１４】固定環と移動環との間に設置されるリニアモータ付きのスライドレールの外観斜視図である。
【図１５】リニアモータ付きのスライドレールの右側面図である。
【図１６】図１５中のXVI−XVI断面を示す縦断面図である。
【図１７】第二の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図である。
【図１８】第二の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図である。
【図１９】第三の実施形態に係るアクチュエータの正面図である。
【図２０】第三の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。
【図２１】第三の実施形態に係るアクチュエータの固定部材である固定環を示す斜視図である。
【図２２】第三の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。
【図２３】第三の実施形態に係るアクチュエータが備えるリニアモータの外観斜視図である。
【図２４】第三の実施形態に係るリニアモータの左側面図である。
【図２５】図２４中のXXV−XXV断面を示す縦断面図である。
【図２６】第三の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図である。
【図２７】第三の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図である。
【図２８】第三の実施形態に係るアクチュエータの特徴的な構成を説明するための正面側概略図である。
【図２９】第四の実施形態に係るアクチュエータの正面図である。
【図３０】第四の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。
【図３１】固定環と移動環とを接続するように設置されるリニアモータ付きのスライドレールの外観斜視図である。
【図３２】リニアモータ付きのスライドレールの右側面図である。
【図３３】図３２中のXXXIII−XXXIII断面を示す縦断面図である。
【図３４】第四の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図である。
【図３５】第四の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図である。
【図３６】第四の実施形態に係るアクチュエータの特徴的な構成を説明するための正面側概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
［第一の実施形態］
図１は、第一の実施形態に係るアクチュエータの正面図であり、図２は、第一の実施形態に係るアクチュエータの左側面図であり、図３は、図２中のIII−III断面を示す縦断面図である。また、図４及び図５は、第一の実施形態に係るアクチュエータの外観斜視図であり、特に、図４が初期状態を、図５が駆動後の状態を示している。さらに、図６は、第一の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図であり、図７は、第一の実施形態に係るアクチュエータの固定部材である固定環を示す斜視図であり、図８は、第一の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。またさらに、図９は、固定部材である固定環と移動部材である移動環との取付関係を示した図である。さらにまた、図１０は、第一の実施形態に係るアクチュエータの特徴的な構成を説明するための正面図である。
【００１３】
第一の実施形態に係るアクチュエータ１０は、ベース１１と、固定部材である固定環２１と、移動部材である移動環３１と、固定環２１と移動環３１との間に設置されるリニアモータ４５付きのスライドレール４０と、を備えて構成されている。
【００１４】
ベース１１は、アクチュエータ１０の取付基準となる部材であり、第一の実施形態では、取付基準面となる平面を背面側に備えた概略矩形形状をした平面板として構成されている。そして、ベース１１の正面側には、固定環２１がボルト１２によって固定設置されている。
【００１５】
第一の実施形態の固定部材である固定環２１は、上方及び下方のそれぞれに径の異なる円弧形状を有するとともに、これら異径の円弧形状を接続する直線形状からなる正面形状を有した環状の柱状体であり、上述したように、ボルト１２によってベース１１に対して移動不能な状態で固定設置されている。また、固定環２１の下方には、後述する移動環３１が取り付けられる案内軸２２が固定設置されている。この案内軸２２は、後述する移動環３１のスライド移動方向に軸方向を向けた状態で固定環２１に設置されており、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である。さらに、固定環２１の中央部分には、後述するスライドレール４０（固定側レール４１）を取り付けるための取付部２３が形成されている。
【００１６】
第一の実施形態の移動部材である移動環３１は、上述した固定環２１と略相似な形状を有する部材であり、固定環２１の内部に収納されるとともに固定環２１から突出することでスライド移動できるように、固定環２１がひとまわり縮小されたような形状を有する部材である。この移動環３１の下方には、固定環２１に設置された案内軸２２を導通するための案内孔３２が２つ形成されており、これら２つの案内孔３２が案内軸２２の軸線方向に沿って滑り接触移動を行うことで、固定環２１に対する移動環３１の軸方向での相対的なスライド移動が可能となっている。すなわち、固定環２１に設置された案内軸２２と、移動環３１に形成された２つの案内孔３２とによって、第一の実施形態に係る第一案内部が構成されている。なお、第一の実施形態に係る第一案内部については、１本の案内軸２２に対して２つの案内孔３２が配置されており、１本の軸体に対して複数箇所の滑り接触部が形成されていることから、摩擦抵抗が比較的大きい滑り接触でありながらも、案内軸２２の軸方向でのスムーズなスライド移動が実現されている。また、移動環３１の環状内面の下方の位置には、取付孔３３が形成されている。この取付孔３３は、後述するスライドレール４０（移動側レール４２）を取り付けるためのものである。
【００１７】
上述した固定環２１と移動環３１とには、これらの部材をスライド移動可能な状態で接続するように、移動力発生手段としてのリニアモータ４５が設置された転がり案内装置としてのスライドレール４０が設置されている。このスライドレール４０は、図１及び図３等で示すように、固定側レール４１と、移動側レール４２と、複数の転動体である複数のボール４３と、転動体保持器であるリテーナ４４と、移動力発生手段であるリニアモータ４５と、を備えて構成されている。
【００１８】
固定側レール４１は、固定環２１に形成された取付部２３に取り付けられる部材であり、その両端部には、一対の転動体転走面４１ａ，４１ａが形成されている。第一の実施形態に係る固定側レール４１は、弾性力のある金属板を加工して形成されている。
【００１９】
移動側レール４２は、固定環２１に対してスライド移動する移動環３１の取付孔３３に取り付けられる部材であり、前述した固定側レール４１と同様に、その両端部には、一対の転動体転走面４２ａ，４２ａが形成されている。なお、第一の実施形態に係る移動側レール４２についても、弾性力のある金属板を加工することで形成されている。
【００２０】
ボール４３は、固定側レール４１及び移動側レール４２のそれぞれに設けられた転動体転走面４１ａ，４２ａの転走面間に転動自在に介装される部材である。第一の実施形態の固定側レール４１及び移動側レール４２は、転動体転走面４１ａ，４２ａをそれぞれ一対ずつ備えているので、固定側レール４１の転動体転走面４１ａと、移動側レール４２の転動体転走面４２ａとが対向配置されて形成される転走面間は、２列のボール通路として形成されている。したがって、第一の実施形態に係る複数のボール４３は、スライドレール４０に組み込まれた状態において、２つのボール列となるように構成されている。なお、第一の実施形態の場合には、２列のボール通路のそれぞれに２個ずつ、合計４個のボール４３が設置されている。なお、これら複数のボール４３の設置個数については、任意に変更が可能である。また、これら複数のボール４３については、本発明に係る転動体保持器として構成されるリテーナ４４によって、転走面間内で転動自在に保持されている。
【００２１】
したがって、スライドレール４０が有する転動体転走面４１ａ，４２ａと、これら転動体転走面４１ａ，４２ａの転走面間に転動自在に介装されるボール４３とによって、第一の実施形態に係る第二案内部が構成されている。
【００２２】
移動力発生手段であるリニアモータ４５は、固定側レール４１に設置される磁気回路ユニット４６と、移動側レール４２に設置されたコイル４８とによって構成されている。
【００２３】
コイル４８は、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が外郭矩形の円環形状にて形成されており、銅線を巻き回すことで一部材として形成されている。
【００２４】
一方、磁気回路ユニット４６は、コイル４８の内周と外周を取り囲むように設置されるヨーク４６ａと、コイル４８の左右側面に対向配置された永久磁石４６ｂとで構成されており、これらヨーク４６ａと永久磁石４６ｂは、固定側レール４１に固定設置されている。なお、ヨーク４６ａの形状については、コイル４８の内周に対向するように配置されるセンターヨークと、コイル４８の外周に対向するように配置されるアウターヨーク及びサイドヨーク等によって構成されるのが一般的であるが、かかる構成については周知技術であるので、同一符号を付して説明を簡略化した。
【００２５】
そして、磁気回路ユニット４６が備える永久磁石４６ｂに対して、コイル４８が磁気的空隙を介して対向配置されることで、移動力発生手段としてのリニアモータ４５が構成されている。このリニアモータ４５は、固定側レール４１と移動側レール４２との間に設置されることで、固定側レール４１に対する移動側レール４２の長手方向での相対的なスライド移動のための移動力を発生させることが可能となっている。この移動力の発生機構をより具体的に説明すると、第一の実施形態に係るリニアモータ４５では、コイル４８に直流電流を流し、この直流電流と磁気回路ユニット４６が発生する磁界とが相互作用を行うことにより、磁気回路ユニット４６に対してコイル４８に推力が発生し、コイル４８と磁気回路ユニット４６との相対的なスライド移動が可能となっている。つまり、リニアモータ４５の作用によって、固定側レール４１に対する移動側レール４２の長手方向での相対的なスライド移動が実現されている。
【００２６】
なお、第一の実施形態において、移動力発生手段であるリニアモータ４５による移動力が、移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点は、移動環３１と移動側レール４２との取付箇所（図１０における符号Ｎの箇所）となる。
【００２７】
また、第一の実施形態に係るコイル４８は、円形断面の銅線を巻き回すことで形成されているが、銅線の面積当たりの充填率を高めるために、角型断面や平角型断面の銅線を用いてもよい。
【００２８】
さらに、第一の実施形態に係る永久磁石４６ｂについては、ネオジウムなどの希土類からなる磁石など、残留磁束密度などの磁気特性の優れた磁石を用いることが望ましいが、酸化鉄を主原料とするフェライト磁石などを用いてもよい。なお、永久磁石４６ｂは、その厚み方向に着磁されている。一方、ヨーク４６ａは、純鉄などの電磁軟鉄材料を用いるのが好適である。また、ヨーク４６ａには、防錆のためにメッキを施すことが望ましい。
【００２９】
以上、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０の具体的構成を説明したが、上述した第一の実施形態に係るアクチュエータ１０は、種々の好適な構成を備えている。すなわち、上述したように、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０は、スライドレール４０が有するボール４３に基づく転がり案内機構（第二案内部）に加えて、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構（第一案内部）とを備えている。また、移動力発生手段であるリニアモータ４５による移動力が移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点が、第二案内部である転がり案内の位置よりも第一案内部である滑り案内の位置に近くなるように構成されている。かかる構成は、摩擦抵抗の大きい第一案内部と、この第一案内部よりも摩擦抵抗が小さい第二案内部との摩擦抵抗条件の違いを考慮して設定されたものであり、剛性は高いが摺動性に劣る滑り案内（第一案内部）と、摺動性は高いが剛性に劣る転がり案内（第二案内部）との、両者の利点を最大限に引き出すとともに両者の欠点を最小限に抑える効果を発揮する構成である。具体的には、第一の実施形態では、リニアモータ４５による移動力が移動環３１に対して及ぼされる作用点（図１０における符号Ｎの箇所）が、転がり案内の位置（図１０における符号Ｌの箇所）よりも滑り案内の位置（図１０における符号Ｍの箇所）に近くなるように構成されているので、剛性を高め得る構成を有しながらも、スムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータ１０を提供することができている。また、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０の構成によれば、従来技術では不可能であったコンパクトなアクチュエータを実現することが可能となっている。
【００３０】
なお、本発明の要旨は、アクチュエータが複数の案内部を備えているときに、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の大きい案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力が作用することを目的としたものである。したがって、例えば説明の便宜のために案内部が（第一案内部と第二案内部の）２つの場合を考えると、第一案内部の摩擦抵抗が第二案内部の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成される場合、移動力発生手段による移動力が移動部材に対して及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の小さい第二案内部の位置よりも、摩擦抵抗の大きい第一案内部の位置に近くなるように構成されていることが必要である。したがって、本発明の範囲は、上述した第一の実施形態のように、第一案内部が滑り案内として構成されるとともに、第二案内部が転がり案内として構成される場合だけではなく、第一案内部と第二案内部の両方が転がり案内として構成される場合をも含んでいる。この場合にも、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、２つの転がり案内部のうち摩擦抵抗の大きい転がり案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力を作用させることができるので、その結果として、スムーズな動作を実現したアクチュエータを実現することが可能となる。
【００３１】
以上から、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０における作用点と第一案内部の位置、第二案内部の位置の関係を具体的に定義しておくと、図１０に示すように、第二案内部の位置は、ボール４３の転走面間内での転がり接触部であり、第一案内部の位置は、案内軸２２と案内孔３２との滑り接触部であるとすることができる。そして、前記の第一案内部及び第二案内部が、１以上の点接触又は面接触として構成されるとき、作用点Ｎから第二案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｌまでの距離をＡ、作用点Ｎから第一案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｍまでの距離をＢ、としたときに、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０は、不等式「Ａ＞Ｂ」が成り立つ構成を有することとすることができる。かかる定義を満足する構成を採用することで、滑り案内や転がり案内等の複数の案内部を共存させて剛性を確保するとともにスムーズなスライド動作を実現した従来にはないアクチュエータ１０を提供することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明を好適に具体化した実施形態として、第一の実施形態に係るアクチュエータ１０を説明した。このアクチュエータ１０では、滑り案内として構成される第一案内部と、転がり案内として構成される第二案内部とが、それぞれ別の部材として構成されていた。しかしながら、これら第一案内部と第二案内部とは、一つの部材に組み込むことが可能である。そこで、次に、第二案内部であるスライドレールの内部に、案内軸と案内孔とで構成された第一案内部が配置された構成を有する第二の実施形態に係るアクチュエータを説明することとする。
【００３３】
［第二の実施形態］
図１１は、第二の実施形態に係るアクチュエータの正面図であり、図１２は、第二の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。また、図１３は、第二の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。さらに、図１４は、固定環と移動環との間に設置されるリニアモータ付きのスライドレールの外観斜視図であり、図１５は、リニアモータ付きのスライドレールの右側面図であり、図１６は、図１５中のXVI−XVI断面を示す縦断面図である。またさらに、図１７は、第二の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図であり、図１８は、第二の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図である。なお、以下で説明する全ての実施形態については、上述した第一の実施形態で説明した部材と同一又は類似する部材が存在する場合、同一符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００３４】
第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、不図示のベースと、固定部材である固定環２１と、移動部材である移動環３１と、固定環２１と移動環３１との間に設置されるリニアモータ６５付きのスライドレール６０と、を備えて構成されている。
【００３５】
ベースは、アクチュエータ５０の取付基準となる部材であり、第二の実施形態では図示を省略するが、その機能については第一の実施形態の場合と同様であり、ベースの正面側に対して固定環２１がボルトを用いることで固定設置される。
【００３６】
第二の実施形態の固定部材である固定環２１は、全体が概略円形状を有して形成された環状の柱状体である。この固定環２１は、上述したように、ボルトによって不図示のベースに対して移動不能な状態で固定設置されている。また、固定環２１の下方には、後述するスライドレール６０の固定側レール６１が固定設置されている。
【００３７】
第二の実施形態の移動部材である移動環３１は、上方に円弧形状を有するとともに下方に直線形状を有し、さらにこれら上方側円弧形状と下方側直線形状とを接続する一対の側方側直線形状を有した環状の柱状体であり、固定環２１の内部に収納されるとともに固定環２１から突出することでスライド移動できるように、特に上方側及び左右側方側に固定環２１から僅かの隙間を有するように形成された部材である。この移動環３１の下方には、後述するスライドレール６０の移動側レール６２が固定設置されている。したがって、第二の実施形態に係るスライドレール６０は、固定環２１の下方側の内面と移動環３１の下方側の外面との間に挟まれた状態で設置がなされている。
【００３８】
また、移動環３１の環状内面の下方の位置には、２つの取付孔（不図示）が形成されている。この不図示の取付孔は、移動環３１と移動側レール６２との取り付け固定を実現するための構成であり、図１４に描かれているスライドレール６０を構成する移動側レール６２に形成された取付孔６９と移動環３１の取付孔とを対応させ、これら２つの取付孔の間にネジ等の締結手段を螺入させることで、移動環３１と移動側レール６２との取り付け固定が実現する。
【００３９】
上述したように、固定環２１と移動環３１との間には、移動力発生手段としてのリニアモータ６５が設置された転がり案内装置としてのスライドレール６０が設置されている。このスライドレール６０は、図１４〜図１６等でより詳細に示されるように、固定側レール６１と、移動側レール６２と、複数の転動体である複数のボール６３と、転動体保持器であるリテーナ６４と、移動力発生手段であるリニアモータ６５と、を備えて構成されている。また、第二の実施形態に係るスライドレール６０には、さらに、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である案内軸２２が組み込まれている。
【００４０】
固定側レール６１は、固定環２１の下方側の内面に取り付けられる部材であり、その両端部には、一対の転動体転走面６１ａ，６１ａが形成されている。第二の実施形態に係る固定側レール６１は、弾性力のある金属板を加工して形成されている。
【００４１】
移動側レール６２は、固定環２１に対してスライド移動する移動環３１の取付孔（不図示）に取り付けられる部材であり、前述した固定側レール６１と同様に、その両端部には、一対の転動体転走面６２ａ，６２ａが形成されている。なお、第二の実施形態に係る移動側レール６２についても、弾性力のある金属板を加工することで形成されている。
【００４２】
ボール６３は、固定側レール６１及び移動側レール６２のそれぞれに設けられた転動体転走面６１ａ，６２ａの転走面間に転動自在に介装される部材である。第二の実施形態の固定側レール６１及び移動側レール６２は、転動体転走面６１ａ，６２ａをそれぞれ一対ずつ備えているので、固定側レール６１の転動体転走面６１ａと、移動側レール６２の転動体転走面６２ａとが対向配置されて形成される転走面間は、２列のボール通路として形成されている。したがって、第二の実施形態に係る複数のボール６３は、スライドレール６０に組み込まれた状態において、２つのボール列となるように構成されている。なお、第二の実施形態の場合には、２列のボール通路のそれぞれに２個ずつ、合計４個のボール６３が設置されている。なお、これら複数のボール６３の設置個数については、任意に変更が可能である。また、これら複数のボール６３については、本発明に係る転動体保持器として構成されるリテーナ６４によって、転走面間内で転動自在に保持されている。
【００４３】
したがって、スライドレール６０が有する転動体転走面６１ａ，６２ａと、これら転動体転走面６１ａ，６２ａの転走面間に転動自在に介装されるボール６３とによって、第二の実施形態に係る第二案内部（すなわち、ボール６３に基づく転がり案内機構）が構成されている。
【００４４】
また、スライドレール６０には、移動力発生手段であるリニアモータ６５が設置されている。このリニアモータ６５は、固定側レール６１に設置される磁気回路ユニット６６と、移動側レール６２に設置されたコイル６８とによって構成されている。
【００４５】
コイル６８は、図１６及び図１８等で示すように、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が外郭矩形の円環形状にて形成されており、銅線を巻き回すことで一部材として形成されている。
【００４６】
一方、磁気回路ユニット６６は、図１６及び図１７等で示すように、コイル６８の内周と外周を取り囲むように設置されるヨーク６６ａと、コイル６８の左右側面に対向配置された永久磁石６６ｂとで構成されており、これらヨーク６６ａと永久磁石６６ｂは、固定側レール６１に固定設置されている。なお、ヨーク６６ａの形状については、コイル６８の内周に対向するように配置されるセンターヨークと、コイル６８の外周に対向するように配置されるアウターヨーク及びサイドヨーク等によって構成されるのが一般的であるが、かかる構成については周知技術であるので、同一符号を付して説明を簡略化した。
【００４７】
また、第二の実施形態に係るヨーク６６ａには、さらに、移動環３１がスライド移動可能に取り付けられるための案内軸２２が固定設置されている。この案内軸２２は、移動環３１のスライド移動方向に軸方向を向けた状態で設置されており、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である。なお、案内軸２２は、比較的強度の高いヨーク６６ａに対して固定設置されているので、外力を受けたとしても固定状態を安定して維持できるようになっている。また、案内軸２２は、円環形状にて形成さるコイル６８の円環形状内を導通して配置されており、移動力発生手段であるリニアモータ６５が発揮する磁気推進力を阻害しない状態でその取り付けがなされている。
【００４８】
そして、磁気回路ユニット６６が備える永久磁石６６ｂに対して、コイル６８が磁気的空隙を介して対向配置されることで、移動力発生手段としてのリニアモータ６５が構成されている。このリニアモータ６５は、固定側レール６１と移動側レール６２との間に設置されることで、固定側レール６１に対する移動側レール６２の長手方向での相対的なスライド移動のための移動力を発生させることが可能となっている。この移動力の発生機構をより具体的に説明すると、第二の実施形態に係るリニアモータ６５では、コイル６８に直流電流を流し、この直流電流と磁気回路ユニット６６が発生する磁界とが相互作用を行うことにより、磁気回路ユニット６６に対してコイル６８に推力が発生し、コイル６８と磁気回路ユニット６６との相対的なスライド移動が可能となっている。つまり、リニアモータ６５の作用によって、固定側レール６１に対する移動側レール６２の長手方向での相対的なスライド移動が実現されている。
【００４９】
ところで、移動環３１の下方には、図１２及び図１３等に示されるように、リニアモータ６５のヨーク６６ａに設置された案内軸２２と関係するための案内部３２´が形成されており、さらにこの案内部３２´には、案内軸２２を導通するための案内孔３２が２つ形成されている。そして、移動環３１は、移動側レール６２に固定設置されていることから、リニアモータ６５が駆動されることで移動側レール６２がスライド移動を行うと移動環３１も同時にスライド移動を行うので、これら２つの案内孔３２が案内軸２２の軸線方向に沿って滑り接触移動を行うこととなる。すなわち、リニアモータ６５のヨーク６６ａに設置された案内軸２２と、移動環３１の案内部３２´に形成された２つの案内孔３２とによって、第二の実施形態に係る第一案内部（すなわち、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構）が構成されている。
【００５０】
なお、第二の実施形態に係る第一案内部についても、第一の実施形態の場合と同様に、１本の案内軸２２に対して２つの案内孔３２が配置されており、１本の軸体に対して複数箇所の滑り接触部が形成されていることから、摩擦抵抗が比較的大きい滑り接触でありながらも、案内軸２２の軸方向でのスムーズなスライド移動が実現されている。
【００５１】
また、第二の実施形態において、移動力発生手段であるリニアモータ６５による移動力が、移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点は、移動環３１と移動側レール６２との取付箇所（図１１における符号Ｎの箇所）となる。
【００５２】
以上、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０の具体的構成を説明したが、上述した第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、種々の好適な構成を備えている。すなわち、上述したように、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、スライドレール６０が有するボール６３に基づく転がり案内機構（第二案内部）に加えて、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構（第一案内部）とを備えている。そして、これら２つの案内機構が、スライドレール６０という単一の装置内に組み込まれて構成されている。したがって、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０によれば、移動力発生手段であるリニアモータ６５や第一及び第二案内部という必須の構成要素をコンパクト化することができるので、例えば移動環３１に取り付ける機器等の設置スペースを大きく確保することが可能となる。また、アクチュエータ５０自体のコンパクト化や軽量化を図ることができるので、駆動案内性能をも向上させることが可能となり、さらには消費電力量の削減効果も期待できる。
【００５３】
また、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０についても、第一の実施形態の場合と同様に、移動力発生手段であるリニアモータ６５による移動力が移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点が、第二案内部である転がり案内の位置よりも第一案内部である滑り案内の位置に近くなるように構成されている。かかる構成は、摩擦抵抗の大きい第一案内部と、この第一案内部よりも摩擦抵抗が小さい第二案内部との摩擦抵抗条件の違いを考慮して設定されたものであり、剛性は高いが摺動性に劣る滑り案内（第一案内部）と、摺動性は高いが剛性に劣る転がり案内（第二案内部）との、両者の利点を最大限に引き出すとともに両者の欠点を最小限に抑える効果を発揮する構成である。具体的には、第二の実施形態では、リニアモータ６５による移動力が移動環３１に対して及ぼされる作用点（図１１における符号Ｎの箇所）が、転がり案内の位置（図１１における符号Ｌの箇所）よりも滑り案内の位置（図１１における符号Ｍの箇所）に近くなるように構成されているので、剛性を高め得る構成を有しながらも、スムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータ５０を提供することができている。
【００５４】
以上から、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０における作用点と第一案内部の位置、第二案内部の位置の関係を具体的に定義しておくと、図１１に示すように、第二案内部の位置は、ボール６３の転走面間内での転がり接触部であり、第一案内部の位置は、案内軸２２と案内孔３２との滑り接触部であるとすることができる。そして、前記の第一案内部及び第二案内部が、１以上の点接触又は面接触として構成されるとき、作用点Ｎから第二案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｌまでの距離をＡ、作用点Ｎから第一案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｍまでの距離をＢ、としたときに、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、不等式「Ａ＞Ｂ」が成り立つ構成を有することとすることができる。第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、かかる定義を満足する構成を有しているので、滑り案内や転がり案内等の複数の案内部を共存させて剛性を確保するとともにスムーズなスライド動作を実現した従来にはないアクチュエータ５０となっている。
【００５５】
以上、本発明を好適に具体化した実施形態として、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０を説明した。このアクチュエータ５０は、第二案内部であるスライドレール６０の内部に、案内軸２２と案内孔３２とで構成された第一案内部が配置された構成を有するものであった。そして、上述した第一の実施形態に係るアクチュエータ１０と、第二の実施形態に係るアクチュエータ５０は、いずれもその外郭が概略矩形形状をしたものであった。しかしながら、スライド移動対象となる移動環３１は、環状の柱状体であることから、この外郭形状に沿った円弧形状からなるスライドレールを備えたアクチュエータを実現できれば、よりコンパクト化されたアクチュエータを提供することが可能となる。そこで、次に、外郭が円弧形状からなるスライドレールを備える第三の実施形態に係るアクチュエータを説明することとする。
【００５６】
［第三の実施形態］
図１９は、第三の実施形態に係るアクチュエータの正面図であり、図２０は、第三の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。また、図２１は、第三の実施形態に係るアクチュエータの固定部材である固定環を示す斜視図であり、図２２は、第三の実施形態に係るアクチュエータの移動部材である移動環を示す斜視図である。さらに、図２３は、第三の実施形態に係るアクチュエータが備えるリニアモータの外観斜視図であり、図２４は、第三の実施形態に係るリニアモータの左側面図であり、図２５は、図２４中のXXV−XXV断面を示す縦断面図である。またさらに、図２６は、第三の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図であり、図２７は、第三の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図である。
【００５７】
第三の実施形態に係るアクチュエータ７０は、不図示のベースと、固定部材である固定環２１と、移動部材である移動環３１と、固定環２１と移動環３１との間に設置されるリニアモータ８５付きのスライドレール８０と、を備えて構成されている。
【００５８】
ベースは、アクチュエータ７０の取付基準となる部材であり、第三の実施形態では図示を省略するが、その機能については第一の実施形態の場合と同様であり、ベースの正面側に対して固定環２１がボルトを用いることで固定設置される。
【００５９】
第三の実施形態の固定部材である固定環２１は、上方及び下方のそれぞれに径の異なる円弧形状を有するとともに、これら異径の円弧形状を接続する直線形状からなる正面形状を有した環状の柱状体であり、上述したように、ボルト１２によって不図示のベースに対して移動不能な状態で固定設置されている。また、固定環２１の上方には、後述する移動環３１が取り付けられる案内軸２２が固定設置されている。この案内軸２２は、後述する移動環３１のスライド移動方向に軸方向を向けた状態で固定環２１に設置されており、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である。さらに、固定環２１の中央部分よりやや上方の位置には、後述するスライドレール８０（固定側レール８１）を取り付けるための取付部２３が形成されている。
【００６０】
第三の実施形態の移動部材である移動環３１は、上述した固定環２１と略相似な形状を有する部材であり、固定環２１の内部に収納されるとともに固定環２１から突出することでスライド移動できるように、固定環２１がひとまわり縮小されたような形状を有する部材である。この移動環３１の上方には、固定環２１に設置された案内軸２２を導通するための案内孔３２が２つ形成されており、これら２つの案内孔３２が案内軸２２の軸線方向に沿って滑り接触移動を行うことで、固定環２１に対する移動環３１の軸方向での相対的なスライド移動が可能となっている。すなわち、固定環２１に設置された案内軸２２と、移動環３１に形成された２つの案内孔３２とによって、第三の実施形態に係る第一案内部が構成されている。なお、第三の実施形態に係る第一案内部については、１本の案内軸２２に対して２つの案内孔３２が配置されており、１本の軸体に対して複数箇所の滑り接触部が形成されていることから、摩擦抵抗が比較的大きい滑り接触でありながらも、案内軸２２の軸方向でのスムーズなスライド移動が実現されている。また、移動環３１の環状内面の上方の位置には、取付孔（不図示）が形成されている。この不図示の取付孔によって、後述するスライドレール４０（移動側レール４２）が移動環３１に対して取り付けられる。
【００６１】
上述した固定環２１と移動環３１との間には、移動力発生手段としてのリニアモータ８５が設置された転がり案内装置としてのスライドレール８０が設置されている。このスライドレール８０は、図２３〜図２５等で示すように、固定側レール８１と、移動側レール８２と、複数の転動体である複数のボール８３と、転動体保持器であるリテーナ８４と、移動力発生手段であるリニアモータ８５と、を備えて構成されている。
【００６２】
固定側レール８１は、固定環２１に取り付けられる部材であり、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状８１ａを含んで構成されている。また、固定側レール８１は、円弧形状８１ａの両端から立設される一対の転動体転走面８１ｂ，８１ｂを備えている。さらに、固定側レール８１は、後述するリニアモータ８５の一部を固定設置するための不図示の固定孔を備えている。なお、第三の実施形態に係る固定側レール８１は、弾性力のある金属板を加工して形成されている。
【００６３】
移動側レール８２は、固定環２１に対してスライド移動する移動環３１に取り付けられる部材であり、前述した固定側レール８１と同様に、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状８２ａを含んで構成されている。また、移動側レール８２は、円弧形状８２ａの両端から立設される一対の転動体転走面８２ｂ，８２ｂを備えている。さらに、移動側レール８２は、後述するリニアモータ８５の一部を固定設置するための固定孔８２ｃを備えている。なお、第三の実施形態に係る移動側レール８２についても、弾性力のある金属板を加工することで形成されている。
【００６４】
図２３や図２５等には、複数の転動体である複数のボール８３と、転動体保持器であるリテーナ８４が描かれている。第三の実施形態に係るボール８３は、固定側レール８１及び移動側レール８２のそれぞれに設けられた転動体転走面８１ｂ，８２ｂの転走面間に転動自在に介装される部材である。第三の実施形態の固定側レール８１及び移動側レール８２は、転動体転走面８１ｂ，８２ｂをそれぞれ一対ずつ備えているので、固定側レール８１の転動体転走面８１ｂと、移動側レール８２の転動体転走面８２ｂとが対向配置されて形成される転走面間は、２列のボール通路として形成されている。したがって、第三の実施形態に係る複数のボール８３は、スライドレール８０に組み込まれた状態において、２つのボール列となるように構成されている。なお、第三の実施形態の場合には、２列のボール通路のそれぞれに２個ずつ、合計４個のボール８３が設置されている。
【００６５】
これら複数のボール８３を転走面間内で転動自在に保持するのが、転動体保持器として構成されるリテーナ８４である。第三の実施形態に係るリテーナ８４は、２列のボール通路内のそれぞれに配置される２枚のボール保持板８４ａ，８４ａと、これら２枚のボール保持板８４ａ，８４ａを接続する接続板８４ｂとで構成されており、これら２枚のボール保持板８４ａ，８４ａと接続板８４ｂとは、一部材として一体的に構成されている。２枚のボール保持板８４ａ，８４ａのそれぞれには、ボール８３の安定的な保持とスムーズな転動動作を実現するために、ボール８３を配置するための開口部と、この開口部にボール８３を転動自在な状態で安定して保持するためのボール保持爪８４ｃとが形成されている。なお、１つの開口部には、２つのボール保持爪８４ｃが形成されている。さらに、２枚のボール保持板８４ａ，８４ａを接続する接続板８４ｂは、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状を有して形成されている。この接続板８４ｂは、固定側レール８１の円弧形状８１ａと、移動側レール８２の円弧形状８２ａとが対向して配置される箇所の間に存在する隙間に配置されるので、接続板８４ｂの円弧形状の作用により、固定側レール８１に対する移動側レール８２の相対的なスライド移動が接続板８４ｂによって阻害されることはない。また、第三の実施形態に係るリテーナ８４では、２枚のボール保持板８４ａ，８４ａと、これら２枚のボール保持板８４ａ，８４ａを接続する接続板８４ｂが、一部材として一体的に構成されているので、２列のボール通路内にそれぞれ配置されるボール８３が各列内で同じ状態となるように保持されることとなる。したがって、第三の実施形態に係るリテーナ８４によれば、２列のボール通路内のそれぞれに配置される２つのボール列が同一条件で保持され、かつ転動するので、固定側レール８１に対する移動側レール８２の相対的なスライド移動を安定して実現することが可能となっている。
【００６６】
図２６及び図２７には、第三の実施形態に係るリニアモータ８５の構成部材が示されている。なお、第三の実施形態に係るリニアモータ８５は、磁気回路ユニット８６とコイル８８とを組み合わせることで実現されるリニアモータとして構成されるものである。以下、第三の実施形態に係るリニアモータ８５について説明する。
【００６７】
図２５及び図２６に示されるコイル８８は、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が円弧形状を含む形状にて構成されており、より具体的には、端面側から見た場合の外郭形状が中空楕円形を円弧状に折り曲げた形状で構成されている。さらに、第三の実施形態に係るコイル８８の形状は、移動側レール８２が含む円弧形状８２ａに沿った円弧形状８８ａと、この円弧形状８８ａに対向配置される円弧形状８８ｂと、２つの円弧形状８８ａ，８８ｂを接続する接続部８８ｃ，８８ｃとを有して構成されている。これら２つの円弧形状８８ａ，８８ｂと接続部８８ｃ，８８ｃとで構成されるコイル８８は、銅線を巻き回すことで一部材として形成されている。また、２つの円弧形状８８ａ，８８ｂと接続部８８ｃ，８８ｃとで囲まれた範囲は、貫通孔８８ｄとして形成されている。なお、コイル８８が含む円弧形状８８ａ，８８ｂと、移動側レール８２が含む円弧形状８２ａとは、それぞれが異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計されている。第三の実施形態に係るコイル８８は、移動側レール８２に形成された固定孔８２ｃに対して取り付けられている（図２３参照）。
【００６８】
一方、図２５及び図２７で示される磁気回路ユニット８６は、コイル８８の貫通孔８８ｄを貫通する断面円弧形状のセンターヨーク８６ａと、コイル８８の円弧形状８８ｂの外部側（すなわち、移動側レール８２の反対側）に配置される断面円弧形状のアウターヨーク８６ｂと、センターヨーク８６ａとアウターヨーク８６ｂをコイル８８の移動範囲の両端で接続するサイドヨーク８６ｃ，８６ｃと、アウターヨーク８６ｂのコイル８８に対向する面に備えられ、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が、円弧形状を含んで構成される永久磁石８７と、を有して構成されている。センターヨーク８６ａ、アウターヨーク８６ｂ及び永久磁石８７がそれぞれ備える円弧形状についても、移動側レール８２が含む円弧形状８２ａやコイル８８が含む円弧形状、さらには固定側レール８１が含む円弧形状８１ａと異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計されている。
【００６９】
また、図２７における紙面右奥側のサイドヨーク８６ｃは、センターヨーク８６ａの一端側を折り曲げることで形成されており、センターヨーク８６ａ、サイドヨーク８６ｃ及びアウターヨーク８６ｂのその他の接続箇所は、凹凸形状を嵌め込むことで、各部材の接続が行われている。また、第三の実施形態に係るアウターヨーク８６ｂは、固定側レール８１に形成された不図示の固定孔を用いて取り付けられている。
【００７０】
なお、第三の実施形態に係るコイル８８は、円形断面の銅線を巻き回すことで形成されているが、銅線の面積当たりの充填率を高めるために、角型断面や平角型断面を有する銅線を用いてもよい。さらに、第三の実施形態に係る永久磁石８７については、ネオジウムなどの希土類からなる磁石など、残留磁束密度などの磁気特性の優れた磁石を用いることが望ましいが、酸化鉄を主原料とするフェライト磁石などを用いてもよい。なお、永久磁石８７は、その厚み方向に着磁されている。一方、センターヨーク８６ａ、アウターヨーク８６ｂ及びサイドヨーク８６ｃは、純鉄などの電磁軟鉄材料を用いるのが好適である。また、各ヨーク８６ａ，８６ｂ，８６ｃには、防錆のためにメッキを施すことが望ましい。
【００７１】
図２７で示される磁気回路ユニット８６が備える永久磁石８７に対して、図２６で示されるコイル８８が磁気的空隙を介して永久磁石８７と対向するように配置されることで、移動力発生手段としてのリニアモータ８５が構成されている（図２５参照）。このリニアモータ８５についても、端面側から見た場合の外郭形状は、対向配置される磁気回路ユニット８６とコイル８８がそれぞれ備える２つの円弧形状（特に、アウターヨーク８６ｂとコイル８８の円弧形状）によって形成される扇面形状として構成されている。
【００７２】
そして、このリニアモータ８５は、固定側レール８１と移動側レール８２との間に設置されることで、固定側レール８１に対する移動側レール８２の長手方向での相対的なスライド移動のための移動力を発生させることが可能となっている。この移動力の発生機構をより具体的に説明すると、第三の実施形態に係るリニアモータ８５では、コイル８８に直流電流を流し、この直流電流と磁気回路ユニット８６が発生する磁界とが相互作用を行うことにより、磁気回路ユニット８６に対してコイル８８に推力が発生し、コイル８８と磁気回路ユニット８６との相対的なスライド移動が可能となっている。つまり、以上説明した構成部材により、図２３〜図２５に示すスライドレール８０が構成されており、第三の実施形態に係るリニアモータ８５の作用によって、固定側レール８１に対する移動側レール８２の長手方向での相対的なスライド移動が実現されている。
【００７３】
そして、第三の実施形態に係るスライドレール８０では、上述したように、各構成部材が異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計された円弧形状（８１ａ，８２ａ，８８ａ，８８ｂ等）を含んでいるので、スライドレール８０の外郭形状は、端面側から見た場合において、図１９等に示すように扇面形状として構成されている。この扇面形状は、対向配置される２つの円弧形状、すなわち、固定側レール８１の円弧形状８１ａと、移動側レール８２の円弧形状８２ａとによって形成されている。なお、扇面形状を構成する２つの円弧形状８１ａ，８２ａについては、円周方向中央部の間隔が円周方向両端部の間隔と同じかより小さくなるように構成することができる。また、第三の実施形態に係るスライドレール８０では、固定側レール８１の円弧形状８１ａと、移動側レール８２の円弧形状８２ａとの間に、円弧形状を含んで構成される磁気回路ユニット８６及びコイル８８が収納されているので、スライドレール８０全体として非常にコンパクトな外郭形状を有して構成されている。
【００７４】
上述した構成を有する第三の実施形態に係るスライドレール８０によれば、例えば、固定側レール８１が取り付けられる固定環２１や、移動側レール８２が取り付けられる移動環３１は、円筒形状あるいは円筒形状を含む形状であるので、これら固定環２１や移動環３１にスペース効率良くスライドレール８０を設置することができる（図１９参照）。したがって、アクチュエータ全体としての構成のコンパクト化を図ることができる。
【００７５】
また、第三の実施形態に係るスライドレール８０は、端面側から見た場合に扇面形状として構成されており、かつ、スライドレール８０の最外郭を構成する固定側レール８１と移動側レール８２についても、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状を含んで構成されている。かかる構成は、半径方向での断面二次モーメントが大きいという有意な作用効果を発揮するものであるので、この半径方向に加わる大きな荷重に対して十分な耐性を備えたスライドレール８０、及びこのスライドレール８０を備えたアクチュエータを実現することが可能となっている。
【００７６】
さらに、固定側レール８１の円弧形状８１ａと移動側レール８２の円弧形状８２ａとは、その円弧形状の作用によって撓み変形することが可能となっているので、例えば、加工誤差の存在によってボール８３に対する多大な予圧が発生することを好適に防止することが可能である。
【００７７】
またさらに、例えば、外部から荷重が加わった際には、上記撓み変形が好適に作用するので、第三の実施形態に係るスライドレール８０は、外力に対して高い耐性を備えた装置であるということができる。
【００７８】
なお、上述した第三の実施形態では、図２５にて紙面下方に示したレール部材を固定側レール８１とし、図２５にて紙面上方に示したレール部材を移動側レール８２として説明したが、これは説明の便宜のために選択されたものであり、固定側レール８１と移動側レール８２との固定／移動関係を入れ替えてもよい。また、スライドレール８０を端面側から見た場合の外郭形状である扇面形状について、上述した第三の実施形態では、移動側レール８２の側が扇面形状の外周側（すなわち、大径側）となるように曲げられた形状であったが、扇面形状の曲げ方向と固定側／移動側の設定については、どちらのパターンであってもよい。さらに、上述した実施形態では、固定側レール８１の側に磁気回路ユニット８６が設置され、図２６にて示した移動側レール８２の側にコイル８８が設置された場合を例示して説明したが、これらの取付関係については逆であってもよく、固定側レールの側にコイルを設置し、移動側レールの側に磁気回路ユニットを設置する構成を採用してもよい。すなわち、本発明に係るスライドレールにおいては、永久磁石が固定側レール及び移動側レールのいずれか一方に設置されるとともに、コイルが固定側レール及び移動側レールのいずれか他方に設置される構成を採用することができる。
【００７９】
以上、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０の具体的構成を説明したが、上述した第三の実施形態に係るアクチュエータ７０は、さらなる好適な構成を備えている。すなわち、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０は、スライドレール８０が有するボール８３に基づく転がり案内機構（第二案内部）に加えて、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構（第一案内部）とを備えている。また、移動力発生手段であるリニアモータ８５による移動力が移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点が、第二案内部である転がり案内の位置よりも第一案内部である滑り案内の位置に近くなるように構成されている。かかる構成は、摩擦抵抗の大きい第一案内部と、この第一案内部よりも摩擦抵抗が小さい第二案内部との摩擦抵抗条件の違いを考慮して設定されたものであり、剛性は高いが摺動性に劣る滑り案内（第一案内部）と、摺動性は高いが剛性に劣る転がり案内（第二案内部）との、両者の利点を最大限に引き出すとともに両者の欠点を最小限に抑える効果を発揮する構成である。具体的には、第三の実施形態では、リニアモータ８５による移動力が移動環３１に対して及ぼされる作用点（図２８における符号Ｎの箇所）が、転がり案内の位置（図２８における符号Ｌの箇所）よりも滑り案内の位置（図２８における符号Ｍの箇所）に近くなるように構成されているので、剛性を高め得る構成を有しながらも、スムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータ７０を提供することができている。また、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０では、端面側から見た場合に扇面形状として構成されるスライドレール８０を有していることから、その扇面形状の作用によって、従来技術では不可能であったコンパクトなアクチュエータを実現することが可能となっている。
【００８０】
なお、本発明の要旨は、アクチュエータが複数の案内部を備えているときに、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の大きい案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力が作用することを目的としたものである。したがって、例えば説明の便宜のために案内部が（第一案内部と第二案内部の）２つの場合を考えると、第一案内部の摩擦抵抗が第二案内部の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成される場合、移動力発生手段による移動力が移動部材に対して及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の小さい第二案内部の位置よりも、摩擦抵抗の大きい第一案内部の位置に近くなるように構成されていることが必要である。したがって、本発明の範囲は、上述した第三の実施形態のように、第一案内部が滑り案内として構成されるとともに、第二案内部が転がり案内として構成される場合だけではなく、第一案内部と第二案内部の両方が転がり案内として構成される場合をも含んでいる。この場合にも、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、２つの転がり案内部のうち摩擦抵抗の大きい転がり案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力を作用させることができるので、その結果として、スムーズな動作を実現したアクチュエータを実現することが可能となる。
【００８１】
以上から、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０における作用点と第一案内部の位置、第二案内部の位置の関係を具体的に定義しておくと、図２８に示すように、第二案内部の位置は、ボール８３の転走面間内での転がり接触部であり、第一案内部の位置は、案内軸２２と案内孔３２との滑り接触部であるとすることができる。そして、前記の第一案内部及び第二案内部が、１以上の点接触又は面接触として構成されるとき、作用点Ｎや第一案内部、及び第二案内部の位置は、図２８中において一点鎖線で示されるような円弧形状で描かれる位置として把握することができる。そして、作用点Ｎから第二案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｌまでの距離をＡ、作用点Ｎから第一案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｍまでの距離をＢ、としたときに、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０は、不等式「Ａ＞Ｂ」が成り立つ構成を有することとすることができる。かかる定義を満足する構成を採用することで、滑り案内や転がり案内等の複数の案内部を共存させて剛性を確保するとともにスムーズなスライド動作を実現した従来にはないアクチュエータ７０を提供することが可能となる。
【００８２】
以上、本発明を好適に具体化した実施形態として、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０を説明した。このアクチュエータ７０は、外郭が円弧形状からなるスライドレールを備えるものであった。そして、第三の実施形態に係るアクチュエータ７０によって、従来技術に比べてよりコンパクト化されたアクチュエータを提供することと、剛性を高め得る構成を有しながらもスムーズな動作を実現することを両立した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータを提供することが可能となった。しかしながら、本発明の適用範囲は、上述したものには限られない。例えば、第二案内部であるスライドレール６０の内部に、案内軸２２と案内孔３２とで構成された第一案内部が配置された第二の実施形態の構成と、外郭が円弧形状からなるスライドレールを備える第三の実施形態の構成とを融合させた、全く新しいアクチュエータを実現することも可能である。そこで、次に、第二案内部であるスライドレールの内部に、案内軸と案内孔とで構成された第一案内部が配置された構成を有するとともに、外郭が円弧形状からなるスライドレールを備える第四の実施形態に係るアクチュエータを説明することとする。
【００８３】
［第四の実施形態］
図２９は、第四の実施形態に係るアクチュエータの正面図であり、図３０は、第四の実施形態に係るアクチュエータの部品展開図である。また、図３１は、固定環と移動環とを接続するように設置されるリニアモータ付きのスライドレールの外観斜視図であり、図３２は、リニアモータ付きのスライドレールの右側面図であり、図３３は、図３２中のXXXIII−XXXIII断面を示す縦断面図である。さらに、図３４は、第四の実施形態のリニアモータを構成するヨーク形状を示す斜視図であり、図３５は、第四の実施形態のリニアモータを構成するコイル形状、及びスライドレールを構成する移動側レールの形状を示す斜視図である。
【００８４】
第四の実施形態に係るアクチュエータ９０は、不図示のベースと、固定部材である固定環２１と、移動部材である移動環３１と、固定環２１と移動環３１との間に設置されるリニアモータ１０５付きのスライドレール１００と、を備えて構成されている。
【００８５】
ベースは、アクチュエータ９０の取付基準となる部材であり、第四の実施形態では図示を省略するが、その機能については第一の実施形態の場合と同様であり、ベースの正面側に対して固定環２１がボルトを用いることで固定設置される。
【００８６】
第四の実施形態の固定部材である固定環２１は、上方及び下方のそれぞれに径の異なる円弧形状を有するとともに、これら異径の円弧形状を接続する直線形状からなる正面形状を有した環状の柱状体であり、上述したように、ボルト１２によって不図示のベースに対して移動不能な状態で固定設置されている。また、固定環２１の中央部分よりやや上方の位置には、後述するスライドレール１００（固定側レール１０１）を取り付けるための取付部２３が形成されている。
【００８７】
第四の実施形態の移動部材である移動環３１は、上述した固定環２１と略相似な形状を有する部材であり、固定環２１の内部に収納されるとともに固定環２１から突出することでスライド移動できるように、固定環２１がひとまわり縮小されたような形状を有する部材である。また、移動環３１の環状内面の上方の位置には、取付孔（不図示）が形成されている。この不図示の取付孔によって、後述するスライドレール４０（移動側レール４２）が移動環３１に対して取り付けられる。
【００８８】
上述した固定環２１と移動環３１との間には、移動力発生手段としてのリニアモータ１０５が設置された転がり案内装置としてのスライドレール１００が設置されている。このスライドレール１００は、図３１〜図３３等で示すように、固定側レール１０１と、移動側レール１０２と、複数の転動体である複数のボール１０３と、転動体保持器であるリテーナ１０４と、移動力発生手段であるリニアモータ１０５と、を備えて構成されている。また、第四の実施形態に係るスライドレール１００には、さらに、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である案内軸２２が組み込まれている。
【００８９】
固定側レール１０１は、固定環２１に取り付けられる部材であり、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状１０１ａを含んで構成されている。また、固定側レール１０１は、円弧形状１０１ａの両端から立設される一対の転動体転走面１０１ｂ，１０１ｂを備えている。さらに、固定側レール１０１は、後述するリニアモータ１０５の一部を固定設置するための不図示の固定孔を備えている。なお、第四の実施形態に係る固定側レール１０１は、弾性力のある金属板を加工して形成されている。
【００９０】
移動側レール１０２は、固定環２１に対してスライド移動する移動環３１に取り付けられる部材であり、前述した固定側レール１０１と同様に、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状１０２ａを含んで構成されている。また、移動側レール１０２は、円弧形状１０２ａの両端から立設される一対の転動体転走面１０２ｂ，１０２ｂを備えている。さらに、移動側レール１０２は、後述するリニアモータ１０５の一部を固定設置するための固定孔１０２ｃを備えている。なお、第四の実施形態に係る移動側レール１０２についても、弾性力のある金属板を加工することで形成されている。
【００９１】
図３１や図３３等には、複数の転動体である複数のボール１０３と、転動体保持器であるリテーナ１０４が描かれている。第四の実施形態に係るボール１０３は、固定側レール１０１及び移動側レール１０２のそれぞれに設けられた転動体転走面１０１ｂ，１０２ｂの転走面間に転動自在に介装される部材である。第四の実施形態の固定側レール１０１及び移動側レール１０２は、転動体転走面１０１ｂ，１０２ｂをそれぞれ一対ずつ備えているので、固定側レール１０１の転動体転走面１０１ｂと、移動側レール１０２の転動体転走面１０２ｂとが対向配置されて形成される転走面間は、２列のボール通路として形成されている。したがって、第四の実施形態に係る複数のボール１０３は、スライドレール１００に組み込まれた状態において、２つのボール列となるように構成されている。なお、第四の実施形態の場合には、２列のボール通路のそれぞれに２個ずつ、合計４個のボール１０３が設置されている。
【００９２】
これら複数のボール１０３を転走面間内で転動自在に保持するのが、転動体保持器として構成されるリテーナ１０４である。第四の実施形態に係るリテーナ１０４は、２列のボール通路内のそれぞれに配置される２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａと、これら２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａを接続する接続板１０４ｂとで構成されており、これら２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａと接続板１０４ｂとは、一部材として一体的に構成されている。２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａのそれぞれには、ボール１０３の安定的な保持とスムーズな転動動作を実現するために、ボール１０３を配置するための開口部と、この開口部にボール１０３を転動自在な状態で安定して保持するためのボール保持爪１０４ｃとが形成されている。なお、１つの開口部には、２つのボール保持爪１０４ｃが形成されている。また、第四の実施形態に係るリテーナ１０４では、２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａと、これら２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａを接続する接続板１０４ｂが、一部材として一体的に構成されているので、２列のボール通路内にそれぞれ配置されるボール１０３が各列内で同じ状態となるように保持されることとなる。したがって、第四の実施形態に係るリテーナ１０４によれば、２列のボール通路内のそれぞれに配置される２つのボール列が同一条件で保持され、かつ転動するので、固定側レール１０１に対する移動側レール１０２の相対的なスライド移動を安定して実現することが可能となっている。
【００９３】
ここで、図３４及び図３５には、第四の実施形態に係るリニアモータ１０５の構成部材が示されている。なお、第四の実施形態に係るリニアモータ１０５は、磁気回路ユニット１０６と一対のコイル１０８，１０８とを組み合わせることで実現されるリニアモータとして構成されるものである。以下、第四の実施形態に係るリニアモータ１０５について説明する。
【００９４】
図３５に示される一対のコイル１０８，１０８は、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が円弧形状を含む形状にて構成されており、より具体的には、端面側から見た場合の外郭形状が中空楕円形を円弧状に折り曲げた形状で構成されている。さらに、第四の実施形態に係るコイル１０８は、移動側レール１０２が含む円弧形状１０２ａの中央位置を避けるようにして左右に分かれて２つ設置されている。かかるコイル１０８の具体的な形状は、移動側レール１０２が含む円弧形状１０２ａに沿った円弧形状１０８ａと、この円弧形状１０８ａに対向配置される円弧形状１０８ｂと、２つの円弧形状１０８ａ，１０８ｂを接続する接続部１０８ｃ，１０８ｃとを有して構成されている。これら２つの円弧形状１０８ａ，１０８ｂと接続部１０８ｃ，１０８ｃとで構成されるコイル１０８は、銅線を巻き回すことで一部材として形成されている。また、２つの円弧形状１０８ａ，１０８ｂと接続部１０８ｃ，１０８ｃとで囲まれた範囲は、貫通孔１０８ｄとして形成されている。なお、コイル１０８が含む円弧形状１０８ａ，１０８ｂと、移動側レール１０２が含む円弧形状１０２ａとは、それぞれが異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計されている。第四の実施形態に係るコイル１０８は、移動側レール１０２に形成された固定孔１０２ｃに対して取り付けられている（図３１参照）。
【００９５】
一方、図３４で示される磁気回路ユニット１０６は、一対のコイル１０８，１０８のそれぞれが有する貫通孔１０８ｄを貫通する断面円弧形状をした一対のセンターヨーク１０６ａ，１０６ａと、コイル１０８の円弧形状１０８ｂの外部側（すなわち、移動側レール１０２の反対側）に配置される断面円弧形状のアウターヨーク１０６ｂと、センターヨーク１０６ａとアウターヨーク１０６ｂをコイル１０８の移動範囲の両端で接続するサイドヨーク１０６ｃ，１０６ｃと、アウターヨーク１０６ｂのコイル１０８に対向する面に備えられ、スライド方向に対して縦方向に直交する断面で見た場合の縦断面形状が、円弧形状を含んで構成される永久磁石１０７と、を有して構成されている。センターヨーク１０６ａ、アウターヨーク１０６ｂ及び永久磁石１０７がそれぞれ備える円弧形状についても、移動側レール１０２が含む円弧形状１０２ａやコイル１０８が含む円弧形状、さらには固定側レール１０１が含む円弧形状１０１ａと異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計されている。
【００９６】
また、図３４における紙面右奥側のサイドヨーク１０６ｃは、センターヨーク１０６ａの一端側を折り曲げることで形成されており、センターヨーク１０６ａ、サイドヨーク１０６ｃ及びアウターヨーク１０６ｂのその他の接続箇所は、凹凸形状を嵌め込むことで、各部材の接続が行われている。また、第四の実施形態に係るアウターヨーク１０６ｂは、固定側レール１０１に形成された不図示の固定孔を用いて取り付けられている。
【００９７】
さらに、第四の実施形態に係るサイドヨーク１０６ｃには、移動環３１がスライド移動可能に取り付けられるための案内軸２２が固定設置されている。この案内軸２２は、移動環３１のスライド移動方向に軸方向を向けた状態で設置されており、移動環３１と滑り接触する滑り部としての機能を発揮する部材である。なお、案内軸２２は、比較的強度の高いサイドヨーク１０６ｃに対して固定設置されているので、外力を受けたとしても固定状態を安定して維持できるようになっている。また、案内軸２２は、一対のコイル１０８，１０８の略中央位置に配置されているので、スライド移動を行う移動側レール１０２等の移動環３１側の部材と干渉しないように構成されている。したがって、第四の実施形態に係る案内軸２２は、移動力発生手段であるリニアモータ１０５が発揮する磁気推進力を阻害しない状態でその取り付けがなされている。
【００９８】
なお、第四の実施形態に係るコイル１０８は、円形断面の銅線を巻き回すことで形成されているが、銅線の面積当たりの充填率を高めるために、角型断面や平角型断面を有する銅線を用いてもよい。さらに、第四の実施形態に係る永久磁石１０７については、ネオジウムなどの希土類からなる磁石など、残留磁束密度などの磁気特性の優れた磁石を用いることが望ましいが、酸化鉄を主原料とするフェライト磁石などを用いてもよい。なお、永久磁石１０７は、その厚み方向に着磁されている。一方、センターヨーク１０６ａ、アウターヨーク１０６ｂ及びサイドヨーク１０６ｃは、純鉄などの電磁軟鉄材料を用いるのが好適である。また、各ヨーク１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃには、防錆のためにメッキを施すことが望ましい。
【００９９】
図３４で示される磁気回路ユニット１０６が備える永久磁石１０７に対して、図３５で示される一対のコイル１０８，１０８が磁気的空隙を介して永久磁石１０７と対向するように配置されることで、移動力発生手段としてのリニアモータ１０５が構成されている（図３３参照）。このリニアモータ１０５についても、端面側から見た場合の外郭形状は、対向配置される磁気回路ユニット１０６とコイル１０８がそれぞれ備える２つの円弧形状（特に、アウターヨーク１０６ｂとコイル１０８の円弧形状）によって形成される扇面形状として構成されている。
【０１００】
なお、リニアモータ１０５を構成する部材のうちのリテーナ１０４については、２枚のボール保持板１０４ａ，１０４ａを接続する接続板１０４ｂの端面側から見た場合の外郭形状が、円弧形状を有するとともに案内軸２２と干渉しないようにその中央部が折れ曲がって形成されている。この接続板１０４ｂは、固定側レール１０１の円弧形状１０１ａと、移動側レール１０２の円弧形状１０２ａとが対向して配置される箇所の間に存在する隙間に配置されるので、接続板１０４ｂの円弧形状の作用により、固定側レール１０１に対する移動側レール１０２の相対的なスライド移動が接続板１０４ｂによって阻害されることがないようになっている。
【０１０１】
そして、このリニアモータ１０５は、固定側レール１０１と移動側レール１０２との間に設置されることで、固定側レール１０１に対する移動側レール１０２の長手方向での相対的なスライド移動のための移動力を発生させることが可能となっている。この移動力の発生機構をより具体的に説明すると、第四の実施形態に係るリニアモータ１０５では、コイル１０８に直流電流を流し、この直流電流と磁気回路ユニット１０６が発生する磁界とが相互作用を行うことにより、磁気回路ユニット１０６に対してコイル１０８に推力が発生し、コイル１０８と磁気回路ユニット１０６との相対的なスライド移動が可能となっている。つまり、以上説明した構成部材により、図３１〜図３３に示すスライドレール１００が構成されており、第四の実施形態に係るリニアモータ１０５の作用によって、固定側レール１０１に対する移動側レール１０２の長手方向での相対的なスライド移動が実現されている。
【０１０２】
ところで、第四の実施形態に係る移動環３１の上方側の内周面には、図３０等に示されるように、リニアモータ１０５のセンターヨーク１０６ａ等に設置された案内軸２２を導通するための案内孔３２が２つ形成されている。そして、移動環３１は、移動側レール１０２に固定設置されていることから、リニアモータ１０５が駆動されることで移動側レール１０２がスライド移動を行うと移動環３１も同時にスライド移動を行うので、これら２つの案内孔３２が案内軸２２の軸線方向に沿って滑り接触移動を行うこととなる。すなわち、リニアモータ１０５のセンターヨーク１０６ａ等に設置された案内軸２２と、移動環３１に形成された２つの案内孔３２とによって、第四の実施形態に係る第一案内部（すなわち、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構）が構成されている。
【０１０３】
なお、第四の実施形態に係る第一案内部については、１本の案内軸２２に対して２つの案内孔３２が配置されており、１本の軸体に対して複数箇所の滑り接触部が形成されていることから、摩擦抵抗が比較的大きい滑り接触でありながらも、案内軸２２の軸方向でのスムーズなスライド移動が実現されている。
【０１０４】
また、第四の実施形態において、移動力発生手段であるリニアモータ６５による移動力が、移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点は、移動環３１と移動側レール６２との取付箇所（図３６における符号Ｎの箇所）となる。
【０１０５】
以上、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０の具体的構成を説明したが、上述した第四の実施形態に係るアクチュエータ９０は、種々の好適な構成を備えている。すなわち、上述したように、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０では、内部に組み込まれたスライドレール１００の各構成部材が、異心同径、同心異径、もしくは異心異径の円弧として設計された円弧形状（１０１ａ，１０２ａ，１０８ａ，１０８ｂ等）を含んでいるので、スライドレール１００の外郭形状は、端面側から見た場合において、図２９等に示すように扇面形状として構成されている。この扇面形状は、対向配置される２つの円弧形状、すなわち、固定側レール１０１の円弧形状１０１ａと、移動側レール１０２の円弧形状１０２ａとによって形成されている。なお、扇面形状を構成する２つの円弧形状１０１ａ，１０２ａについては、円周方向中央部の間隔が円周方向両端部の間隔と同じかより小さくなるように構成することができる。また、第四の実施形態に係るスライドレール１００では、固定側レール１０１の円弧形状１０１ａと、移動側レール１０２の円弧形状１０２ａとの間に、円弧形状を含んで構成される磁気回路ユニット１０６及びコイル１０８が収納されているので、スライドレール１００全体として非常にコンパクトな外郭形状を有して構成されている。
【０１０６】
また、上述した構成を有する第四の実施形態に係るスライドレール１００によれば、例えば、固定側レール１０１が取り付けられる固定環２１や、移動側レール１０２が取り付けられる移動環３１は、円筒形状あるいは円筒形状を含む形状であるので、これら固定環２１や移動環３１にスペース効率良くスライドレール１００を設置することができる（図２９参照）。さらに、第四の実施形態に係るスライドレール１００には、第一案内部を構成する案内軸２２がその内部に組み込まれたものであった。したがって、上述した実施形態の中で最もアクチュエータ全体としての構成のコンパクト化を図ることができるものである。
【０１０７】
さらに、第四の実施形態に係るスライドレール１００は、端面側から見た場合に扇面形状として構成されており、かつ、スライドレール１００の最外郭を構成する固定側レール１０１と移動側レール１０２についても、端面側から見た場合の外郭形状が円弧形状を含んで構成されている。かかる構成は、半径方向での断面二次モーメントが大きいという有意な作用効果を発揮するものであるので、この半径方向に加わる大きな荷重に対して十分な耐性を備えたスライドレール１００、及びこのスライドレール１００を備えたアクチュエータ９０を実現することが可能となっている。
【０１０８】
またさらに、固定側レール１０１の円弧形状１０１ａと移動側レール１０２の円弧形状１０２ａとは、その円弧形状の作用によって撓み変形することが可能となっているので、例えば、加工誤差の存在によってボール１０３に対する多大な予圧が発生することを好適に防止することが可能である。
【０１０９】
さらにまた、例えば、外部から荷重が加わった際には、上記撓み変形が好適に作用するので、第四の実施形態に係るスライドレール１００は、外力に対して高い耐性を備えた装置であるということができる。
【０１１０】
なお、上述した第四の実施形態では、図２９にて紙面下方に示したレール部材を固定側レール１０１とし、図２９にて紙面上方に示したレール部材を移動側レール１０２として説明したが、これは説明の便宜のために選択されたものであり、固定側レール１０１と移動側レール１０２との固定／移動関係を入れ替えてもよい。また、スライドレール１００を端面側から見た場合の外郭形状である扇面形状について、上述した第四の実施形態では、移動側レール１０２の側が扇面形状の外周側（すなわち、大径側）となるように曲げられた形状であったが、扇面形状の曲げ方向と固定側／移動側の設定については、どちらのパターンであってもよい。さらに、上述した実施形態では、固定側レール１０１の側に磁気回路ユニット１０６が設置され、図３５にて示した移動側レール１０２の側にコイル１０８が設置された場合を例示して説明したが、これらの取付関係については逆であってもよく、固定側レールの側にコイルを設置し、移動側レールの側に磁気回路ユニットを設置する構成を採用してもよい。すなわち、本発明に係るスライドレールにおいては、永久磁石が固定側レール及び移動側レールのいずれか一方に設置されるとともに、コイルが固定側レール及び移動側レールのいずれか他方に設置される構成を採用することができる。
【０１１１】
以上、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０の具体的構成を説明した。ところで、上述したように、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０は、スライドレール１００が有するボール１０３に基づく転がり案内機構（第二案内部）に加えて、案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づく滑り案内機構（第一案内部）とを備えていた。また、移動力発生手段であるリニアモータ１０５による移動力が移動部材である移動環３１に対して及ぼされる作用点が、第二案内部である転がり案内の位置よりも第一案内部である滑り案内の位置に近くなるように構成されている。かかる構成は、摩擦抵抗の大きい第一案内部と、この第一案内部よりも摩擦抵抗が小さい第二案内部との摩擦抵抗条件の違いを考慮して設定されたものであり、剛性は高いが摺動性に劣る滑り案内（第一案内部）と、摺動性は高いが剛性に劣る転がり案内（第二案内部）との、両者の利点を最大限に引き出すとともに両者の欠点を最小限に抑える効果を発揮する構成である。具体的には、第四の実施形態では、リニアモータ１０５による移動力が移動環３１に対して及ぼされる作用点（図３６における符号Ｎの箇所）が、転がり案内の位置（図３６における符号Ｌの箇所）よりも滑り案内の位置（図３６における符号Ｍの箇所）に近くなるように構成されているので、剛性を高め得る構成を有しながらも、スムーズな動作を実現した、従来技術にはない全く新しいアクチュエータ９０を提供することができている。また、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０では、端面側から見た場合に扇面形状として構成されるスライドレール１００を有しているとともに、第一案内部を構成する案内軸２２がスライドレール１００の内部に組み込まれたものであったので、これらの構成の作用によって、従来技術では不可能であったコンパクトなアクチュエータを実現することが可能となっている。
【０１１２】
なお、本発明の要旨は、アクチュエータが複数の案内部を備えているときに、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の大きい案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力が作用することを目的としたものである。したがって、例えば説明の便宜のために案内部が（第一案内部と第二案内部の）２つの場合を考えると、第一案内部の摩擦抵抗が第二案内部の摩擦抵抗よりも大きくなるように構成される場合、移動力発生手段による移動力が移動部材に対して及ぼされる作用点が、摩擦抵抗の小さい第二案内部の位置よりも、摩擦抵抗の大きい第一案内部の位置に近くなるように構成されていることが必要である。したがって、本発明の範囲は、上述した第四の実施形態のように、第一案内部が滑り案内として構成されるとともに、第二案内部が転がり案内として構成される場合だけではなく、第一案内部と第二案内部の両方が転がり案内として構成される場合をも含んでいる。この場合にも、移動力発生手段からの移動力が及ぼされる作用点が、２つの転がり案内部のうち摩擦抵抗の大きい転がり案内部に対してより近い位置に配置されることで、アクチュエータ全体として効率よく移動力を作用させることができるので、その結果として、スムーズな動作を実現したアクチュエータを実現することが可能となる。
【０１１３】
以上から、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０における作用点と第一案内部の位置、第二案内部の位置の関係を具体的に定義しておくと、図３６に示すように、第二案内部の位置は、ボール１０３の転走面間内での転がり接触部であり、第一案内部の位置は、案内軸２２と案内孔３２との滑り接触部であるとすることができる。そして、前記の第一案内部及び第二案内部が、１以上の点接触又は面接触として構成されるとき、作用点Ｎや第一案内部、及び第二案内部の位置は、図３６中において一点鎖線で示されるような円弧形状で描かれる位置として把握することができる。そして、作用点Ｎから第二案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｌまでの距離をＡ、作用点Ｎから第一案内部が存在する全ての接触領域の中央位置Ｍまでの距離をＢ、としたときに、第四の実施形態に係るアクチュエータ９０は、不等式「Ａ＞Ｂ」が成り立つ構成を有することとすることができる。かかる定義を満足する構成を採用することで、滑り案内や転がり案内等の複数の案内部を共存させて剛性を確保するとともにスムーズなスライド動作を実現した従来にはないアクチュエータ９０を提供することが可能となる。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記の各実施形態に記載の範囲には限定されない。上記の各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【０１１５】
例えば、上述した実施形態では、第一案内部としての滑り部を構成する案内軸２２及び案内孔３２について、案内軸２２は固定部材である固定環２１に、案内軸２２を導通する案内孔３２は移動部材である移動環３１に形成されていた。しかしながら、案内軸２２及び案内孔３２の配置関係については種々の変更が可能であり、例えば、案内軸２２を移動部材に形成するとともに、案内孔３２を固定部材に形成するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述した実施形態では、１つの案内軸２２に対して２つの案内孔３２が設けられた場合を例示したが、１つの案内軸２２に対する案内孔３２の設置個数や設置形態については、種々の変形形態を採用することができる。例えば、複数の案内孔３２の設置間隔を大きく取ることで、案内軸２２と案内孔３２との間でのコジリの発生を抑制することができる。
【０１１７】
さらに、上述した実施形態では、第二案内部である転がり案内がスライドレール４０，６０，８０，１００の有するボール４３，６３，８３，１０３に基づくものであり、第一案内部である滑り案内が案内軸２２と案内孔３２とで構成される滑り部に基づくものであった。しかしながら、第一案内部と第二案内部の構成については、公知のあらゆる構成を採用することができる。例えば、本発明に係る転動体をボール４３，６３，８３，１０３以外のローラやコロとしたり、案内軸２２と案内孔３２以外の構成を有する滑り部を採用したりすることができる。
【０１１８】
またさらに、本発明に係る移動力発生手段は、上述したリニアモータ４５，６５，８５，１０５だけではなく、その他の公知のあらゆる移動力発生手段を採用することができる。
【０１１９】
さらにまた、固定側レール４１，６１，８１，１０１及び移動側レール４２，６２，８２，１０２のそれぞれに設けられた転動体転走面４１ａ，４２ａ，６１ａ，６２ａ，８１ｂ，８２ｂ，１０１ｂ，１０２ｂの形状については、サーキュラアーク形状、すなわちボール球面の曲率よりも僅かに大きな曲率の単一円弧からなる形状で形成されていてもよいし、ゴシックアーチ形状、すなわちボールの半径よりも僅かに大きい曲率半径を持つ２つの円弧を組み合わせた形状で形成されていてもよい。
【０１２０】
また、上述した第四の実施形態では、スライドレール１００の内部に対して第一案内部を構成する案内軸２２を組み込むために、案内軸２２が取り付けられるサイドヨーク１０６ｃの形状が工夫されたり、コイル１０８を２分割して２つ設けたりする構成が採用されていた。しかしながら、案内軸２２は、スライドレール１００やリニアモータ１０５の動作を阻害しない状態で組み込めばよいので、例えば、永久磁石の方を２分割し、一対の永久磁石の中央位置に案内軸２２を配置するような構成を採用することも可能である。
【０１２１】
その様な種々の変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，５０，７０，９０  アクチュエータ、１１  ベース、１２  ボルト、２１  固定環、２２  案内軸、２３  取付部、３１  移動環、３２  案内孔、３２´  案内部、３３  取付孔、４０，６０，８０，１００  スライドレール、４１，６１，８１，１０１  固定側レール、４１ａ，４２ａ，６１ａ，６２ａ，８１ｂ，８２ｂ，１０１ｂ，１０２ｂ  転動体転走面、４２，６２，８２，１０２  移動側レール、４３，６３，８３，１０３  ボール、４４，６４，８４，１０４  リテーナ、４５，６５，８５，１０５  リニアモータ、４６，６６，８６，１０６  磁気回路ユニット、４６ａ，６６ａ  ヨーク、４６ｂ，６６ｂ，８７，１０７  永久磁石、４８，６８，８８，１０８  コイル、６９  取付孔、８１ａ，８２ａ，１０１ａ，１０２ａ  円弧形状、８２ｃ，１０２ｃ  固定孔、８４ａ，１０４ａ  ボール保持板、８４ｂ，１０４ｂ  接続板、８４ｃ，１０４ｃ  ボール保持爪、８６ａ，１０６ａ  センターヨーク、８６ｂ，１０６ｂ  アウターヨーク、８６ｃ，１０６ｃ  サイドヨーク、８８ａ，８８ｂ，１０８ａ，１０８ｂ  円弧形状、８８ｃ，１０８ｃ  接続部、８８ｄ，１０８ｄ  貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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